Línea de producción modular convierte polímeros y compuestos termoplásticos en paneles organosheet de alto rendimiento

Cetim (Nantes, Francia) ya es conocido por su QSP (Quilted Stratum Process) para producción industrializada (< 1 minuto de tiempo de ciclo) de piezas de compuestos termoplásticos, y también por su software QSD (Quilted Stratum Design) que optimiza tales piezas, incluyendo cómo reutilizar residuos de producción en la pieza. Su tercera tecnología habilitadora es una línea de producción modular para convertir residuos termoplásticos con y sin refuerzo de fibra en paneles organosheet que ofrecen propiedades deseables y coste.

Línea piloto en Cetim Grand Est

Este proceso de reciclaje de compuestos termoplásticos fue desarrollado por Cetim Grand Est (Mulhouse, Francia). Formado en 1977 como Cetim Cermat, se fusionó con CRITT Matériaux Alsace en 2018 para proporcionar apoyo tecnológico a empresas en las regiones de Alsacia Lorena y Champaña-Ardenas de Francia. «Cetim Grand Est está a cargo de tecnologías de reciclaje para polímeros y compuestos termoplásticos», explica Clément Callens, gerente de unidad de negocio en Cetim Grand Est para el equipo de Industria del Futuro basado en Mulhouse, incluyendo proyectos de proceso termoplástico y monitorización en línea. «Tenemos quince personas en esta división y trabajamos con universidades y empresas de una amplia gama de industrias, creando equipos interdisciplinares para resolver problemas desafiantes».

«La línea de producción piloto que hemos establecido en Mulhouse se desarrolló para mostrar al mundo que este innovador proceso termomecánico para reciclar residuos de producción es posible», continúa Callens. «Esta línea es similar a QSP en filosofía: un sistema automatizado flexible y modular, que permite a las empresas usar la tecnología de manera eficiente y rentable. Realmente recibimos residuos de la línea QSP en Nantes, o de otros clientes, y luego los reconvertimos en varios materiales y paneles organosheet, con el objetivo de mantener la integridad de los compuestos para mayor rendimiento comparado con materiales tradicionales y compuestos reciclados tradicionales».

Thermosaïc y ThermoPRIME

La línea combina dos enfoques separados: Thermosaïc y ThermoPRIME.

Thermosaïc toma residuos de producción de compuestos termoplásticos de corte y recorte (o de piezas al final de su vida), los tritura groseramente y luego usa un proceso termomecánico para convertir los fragmentos en organosheet. «Lo llamamos panel estructural compuesto», dice Callens, «pero básicamente es como organosheet». El término organosheet evolucionó en Europa para describir prepreg, semipreg o blanks preconsolidados reforzados con tejido termoplástico que podían termoformarse y sobremoldearse en piezas compuestas. Los productos Thermosaïc son cuasi-isotrópicos, y la longitud de fibra se mantiene lo más larga posible para maximizar propiedades mecánicas. «Están en medio entre lámina de fibra corta y organosheet clásico», señala Callens. «El objetivo de la tecnología es encontrar un buen compromiso entre el tamaño del fragmento y las propiedades del panel porque siempre hay que vincular rendimiento con coste. El proceso debe ser flexible y rentable, es decir, más barato que material virgen».

«Usamos la misma línea de proceso para hacer paneles estructurales ThermoPRIME», explica. «Es el mismo concepto básico, pero en este enfoque comenzamos con residuos termoplásticos sin refuerzo o piezas al final de su vida que han sido reciclados en film. Films de diferentes materiales ya están disponibles en el mercado. Luego añadimos fibra continua virgen, natural, reciclada o cualquier otra seca para producir un organosheet que tiene las mismas propiedades que material virgen pero a menor coste. La impregnación de fibra usa un proceso continuo que es más barato versus el procesamiento por lotes del organosheet clásico».

Demostraciones, ahorro de costes y cadena de suministro

Las demostraciones hasta la fecha han mostrado mayor ahorro de costes con termoplásticos de mayor rendimiento como PEEK (polieteretercetona) o PPS (polifenileno sulfuro) versus materiales como PP (polipropileno), que ya son de bajo coste como materiales vírgenes. Además de estos polímeros, el equipo de Callens ha procesado PA6 (poliamida 6) y desarrollado diferentes tipos de productos reciclados de polímero reforzado con fibra de vidrio, trabajando con empresas, por ejemplo Porcher (Eclose-Badinières, Francia), para producir paneles Thermosaïc y ThermoPRIME. El equipo también trabaja en paneles de polímero reforzado con fibra de carbono reciclado.

¿Cómo ve el desarrollo de la cadena de suministro de reciclaje? «Estamos trabajando ahora para transferir esta tecnología a la industria, colaborando con proveedores de Nivel 1 y fabricantes de materiales», dice Callens. «Cetim Grand Est está trabajando con la industria para completar pruebas de concepto y estudios de factibilidad. También está trabajando, en colaboración con el socio fabricante de máquinas, para ajustar la línea a las necesidades específicas de los clientes y trabajar con ellos para ayudar a definir los módulos y parámetros de producción óptimos».

Thermosaïc y ThermoPRIME fueron reconocidos en JEC World 2018 con el Premio a la Innovación para el Desarrollo Sostenible. Clément Callens presentará más detalles sobre esta tecnología el 12 de mayo en JEC World 2020 (París, Francia).